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1、第2节 DNA的结构思考：DNA是怎样储存遗传信息，又是怎样决定生物性状的？这肯定与DNA分子有其独特的_有关。结构雅典奥运会开幕式经典场景 中关村DNA标志一、DNA双螺旋结构模型的构建1.建立者 沃森和克里克克里克:物理学家,对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉。能够帮助沃森理解晶体学原理。沃森:生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。1分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基 脱氧核苷酸腺嘌呤 鸟嘌呤胞嘧啶 胸腺嘧啶DNA是以4种_为单位连接而成的长链。已知DNA的组成脱氧核苷酸A G C T腺嘌呤(A)脱氧核苷酸 鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸 胞嘧啶(C)脱氧核苷酸胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸 推测
2、DNA为螺旋结构英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。富兰克林拍摄的DNA衍射图谱沃森和克里克主要以该照片的有关数据为基础,推算出DNA呈螺旋结构。“X”形意味着DNA分子是螺旋的沃森和克里克尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型,但都被否定了。查哥夫法则在DNA中,腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量;鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。查哥夫法则给了沃森和克里克什么启示？A与T配对,G与C配对DNA 双螺旋模型搭建成功a.碱基安排在双链螺旋内部b.脱氧核糖-磷酸骨架安排在螺旋外部的模型c.A与T配对,G与C配对(碱基互补
3、配对原则)d.DNA两条链的方向相反A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）获得诺奖1953年,沃森和克里克撰写的核酸的分子结构脱氧核糖核酸的一个结构模型论文在英国自然杂志上刊载，引起了极大的轰动。1962年,沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？阅读课本P50，思考与讨论：O12453AO12453CO12453GO12453
4、T磷酸二酯键二、DNA的结构2、DNA双螺旋结构的主要特点：5353G GA AA AA AC CC CG GA AG GT TT TT TC CG GG GT TC COCH2OHH磷酸基团碱基32HH145HH脱氧核糖上与碱基相连的的碳叫做_ _，与磷酸基团相连的碳叫做_；1-C5-CDNA 的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为_ _，另一端有一个羟基（-OH），称作；5-端3-端2、DNA双螺旋结构的主要特点：(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA的两条单链的走向_，从双链的一端起始，一条单链是从5-端到3-端的，另一条则是
5、从_ _ _。相反3-端到5-端的5353G GA AA AA AC CC CG GA AG GT TT TT TC CG GG GT TC C(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则（AT，GC）。DNA结构模式图2、DNA双螺旋结构的主要特点：5353G GA AA AA AC CC CG GA AG GT TT TT TC CG GG GT TC CDNA的组成和结构可用五四三二一表示五种元素：C、
6、H、O、N、P四种碱基：A、G、C、T，组成四种脱氧核苷酸三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：规则的双螺旋结构两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的，碱基互补配对方式不变长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。三、DNA分子结构的特性思考：在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算DNA分子有多少种？4 种4000DNA分子的特性P591.稳定性:2.多样性:3.特异性:DNA中脱氧核糖和磷酸交替排列的 顺序不变碱基排列顺序千变万化每个特定的DNA的分子具有特定的碱基排列顺序DNA中碱基配对的方式不变碱基对的排
7、列顺序就代表了遗传信息是生物多样性和特异性的物质基础双链DNA分子中碱基数量关系A1T2T1A2C1G1G2C2AT、CG配对AT、G C嘌呤数嘧啶数设ATCG 100AGTC 50嘌呤数嘧啶数=A+C=T+G(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=双链中任意不配对的碱基之和相等且等于501(A1+C1)/(T1+G1)=n(A2+C2)/(T2+G2)=互补的两条单链中任意不配对的两个碱基之和的比值互为倒数关系。A1T2T1A2C1G1G2C2(A1+G1)/(T1+C1)=m(A2+G2)/(T2+C2)=1/n 1/mA1T2T1A2C1G1G2C2设：A1+T1占该单链碱基的比
8、例为a%，则：A2+T2占该单链碱基的比例为则：A+T占DNA双链碱基的比例为(A1+T1)/单链碱基数=(A2+T2)/单链碱基数=(A+T)/碱基总数(G1+C1)/单链碱基数=(G2+C2)/单链碱基数=(G+C)/碱基总数(A1+T1)/(C1+G1)=(A2+T2)/(C2+G2)=(A+T)/(C+G)a%，a%，1组装“脱氧核苷酸模型”四、制作DNA双螺旋结构模型利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。2制作“多核苷酸长链模型”将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须相同，碱基之间能够互补配对。3制作DNA分子平面
9、结构模型按照碱基互补配对的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向相反。4制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型把DNA分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。21DNA分子模型展示教材P52/一、概念检测）：3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（）A.b0.5B.b0.5C.胞嘧啶为a（1/2b-1）个D.胞嘧啶为b（1/2a-1）个CATGCAATTCGCCGGAATT思考：右图为DNA双螺旋结构模型，若该模型有100个碱基对，其中腺嘌呤30个，该模型制作时需要多少个订书针？868根每个脱氧核苷酸中相邻脱氧核
10、苷酸间A-T氢键 G-C氢键200*2=40099*2*1=19830*2=6070*3=210根据碱基种类和比例对核酸样品进行判定（1）如有U无T，则此核酸为 RNA（2）如有T且A=T；C=G，则为 双链DNA；（3）如有T且A T C G，则为单链DNA一个生物体内核酸嘌呤嘧啶是什么原因？嘌呤嘧啶，则必然有单链结构存在；可能遗传物质是RNA的病毒；可能细胞结构生物，遗传物质是DNA,但含的RNA是单链；通常A U C GDNA指纹技术1.DNA指纹技术的含义：人的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此,DNA可以像指纹一样用来识别身份，
11、这种方法就是DNA指纹技术。2.DNA指纹技术具体应用：DNA指纹技术可以用于现代刑侦领域中、亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。双链DNA1ATCGGGTTAT2 TA C G C C A A A T因为AT、CG配对，所以：AT、CG。1.因为嘌呤嘧啶配对，所以：嘌呤数嘧啶数。2.设ATC G 100，3.双链DNA中的（AT）任一单链中（AT）双链DNA中的（CG）任一单链中（CG）所以：AGTC 50嘌呤数嘧啶数=A+C=T+G4 计算（1）A=T C=G（2）（A+C）/（T+G）=或(A+G)/(T+C)=（3）如果（A1+C1）/（T1+G1）=b 那么（A2+C2）/（T2+G2）=（
12、4)（A1+T1）/（C1+G1）=a5.判断核酸种类：（1）如有U无T，则此核酸为（2）如有T且A=T；C=G，则为RNA；双链DNA；（3）如有T且A T C G，则为 单链DNA1/b则（A+T）/（C+G）=则（A2+T2）/（C2+G2）=aa11两条反向平行的脱氧核苷酸长链5335O12453O12453O12453O12453ACGTO12345O12345O12345O12345TGCA5-端游离磷酸基团3-端游离羟基一个双链DNA分子(非环状)游离两个磷酸基团；OCH2OHH磷酸基团碱基32HH145HH两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且配对按碱基互补配对原则配对氢键A
13、配T，C配GA与T之间形成2个氢键；C与G之间形成3个氢键。之间通过氢键相连；一条链的相邻碱基之间通过 相连。脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖平面结构双螺旋结构（1）DNA是由两条单链组成的，两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接在外侧构成基本骨架，碱基对排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。C、H、O、N、P磷酸 脱氧核糖 碱基DNA分子的结构层次脱氧核苷酸P52 一、概念检测）：2.下面是DNA 分子的结构模式图，请用文字写出图中 的名称。胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段3.2DNA的结构
14、21.DNA分子结构模型2.碱基关系的计算氢键数目：A与T之间两个氢键，C与G之间三个氢键，其中CG对数(或相对含量)越多，DNA分子越稳定一个DNA分子有1000个碱基对，其中A=240个，该DNA分子中含有_个氢键。2760用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是()A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA卡片类型 脱氧核糖 磷酸碱基A T G C卡片数量10 10 2 3 3 2B三、DNA分子的结构特性1）多样性在生物体内
15、，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算DNA分子有多少种？4 种40002）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一DNA分子 的特异性.碱基对的排列顺序就代表了遗传信息3）稳定性DNA分子中在外侧脱氧核糖和磷酸交替连接排列不变，内侧碱基互补配对原则不变。DNA的结构特性:1.稳定性:2.多样性:3.特异性:DNA中脱氧核糖和磷酸交替排列的 顺序不变碱基对具有多种不同的排列顺序每个特定的DNA的分子具有特定的碱基排列顺序DNA中碱基配对的方式不变1、有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成是（）A三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B二个磷
16、酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶C2.下图为大肠杆菌DNA分子(片段)的结构示意图。下列说法正确的是()A.两条链反向平行,图中1代表的结构有四种B.图中2代表脱氧核糖,其中含有四个碳原子C.图中3为含氮碱基,可代表G或CD.DNA分子的多样性与图中1、2交替连接有关C1.关于DNA分子结构的叙述，正确的是（）A.组成双链DNA分子的脱氧核苷酸可以只有1种B.绝大多数核糖上均连着两个磷酸和一个碱基C.双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的D.双链DNA分子中，ATGCC2.某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上有A：T:G:C=1:2:3:4。下列表述错误的是（）BA.该DNA分子的共有540个氢键B.该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种C.该DNA分子中4种含氮碱基A:T:G:C=3:3:7:7D.该DNA分子的热稳定较高